Tomografia Optoacústica: boas notícias para a investigação microcirculatória

Abstract

A tomografia como tecnologia de imagem está bem estabelecida na medicina preventiva e na investigação biomédica, embora com algumas limitações. A tomografia optoacústica (OAT) é um desenvolvimento recente que faz a ponte entre a óptica e a sonografia para abordar a resolução espacial em tecidos mais profundos. Além das vantagens relacionadas com a segurança, a OAT permite a leitura de comprimentos de onda múltiplos para cromóforos termo-elásticos naturais. Neste estudo, exploramos as capacidades da Tomografia Optoacústica Multiespectral (MSOT) para adquirir simultaneamente pelo menos três cromóforos independentes – Hemoglobina desoxigenada (Hb), Hemoglobina oxigenada (HbO2 ) e melanina em humanos saudáveis com extinção molar máxima de HbO2 a 950 nm, Hb a 750 nm e melanina a 680 nm. Mais tarde, demonstramos como a estabilidade da imagem durante a aquisição é fundamental para a melhor resolução, precisão e consistência da elevada produção de dados do MSOT. A partir de varrimentos gravados, o fluxo de trabalho é estratificado para avaliação de dados. O software dedicado MSOT permite a análise de imagem 3D de vasos profundos (15 mm3 ). As possibilidades oferecidas por este novo sistema especialmente na patofisiologia vascular são imensas e podem ser alargadas para além do conhecimento actual. Palavras-chave: Tomografia optoacústica; MSOT; Hemoglobina; microcirculação; investigação vascular

Tomographic imaging is a well established technology in preventive medicine and biomedical research, although not without limitations and concerns. Optoacoustic tomography (OAT) is a recent development that bridges optical and sonographic techniques to solve spatial resolution in deep-tissue imaging. In addition to safety advantages, OAT allows multiple wavelength readings for natural thermoelastic chromophores. In this study, we explore Multi Spectral Optoacoustic Tomography (MSOT) capacities to simultaneously acquire three independent chromophores – deoxygenated haemoglobin (Hb), oxygenated haemoglobin (HbO2 ), and melanin, from healthy human volunteers, with maximal molar extinction of HbO2 at 950 nm, Hb at 750 nm and melanin at 680 nm. Later we demonstrate how image stability during acquisition is fundamental for optimal resolution, precision and consistency of high throughout MSOT data collection. From recorded scans, a workflow is layered for data evaluation. With the MSOT dedicated software results were extracted from 3D image analysis of deep (15 mm3 ) vessels. The possibilities offered by this new system, specially in vascular pathophysiology, are immense and can be extended beyond current knowledge. Keywords: Optoacoustic tomography; MSOT; haemoglobin; microcirculation; vascular research